KR20150116600A - 에피텍시얼막 형성 방법 및 이를 수행하는데 사용되는 기판 처리 장치 - Google Patents

에피텍시얼막 형성 방법 및 이를 수행하는데 사용되는 기판 처리 장치 Download PDF

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Abstract

에피텍시얼막 형성 방법에 따르면, 제 1 영역에서 제 1 반응 가스로부터 제 1 플라즈마를 발생시킨다. 상기 제 1 영역과 분리된 제 2 영역으로 제공된 제 2 반응 가스로 상기 제 1 플라즈마를 적용하여, 상기 제 2 반응 가스로부터 제 2 플라즈마를 발생시킨다. 상기 제 1 및 제 2 플라즈마의 수평 확산을 방지하기 위한 차단 가스를 상기 기판의 가장자리를 향해서 상기 제 2 영역 내로 분사한다. 상기 제 1 및 제 2 플라즈마를 기판에 적용하여 에피텍시얼막을 형성한다. 따라서, 열 공정과 비교해서 상대적으로 낮은 온도에서 에피텍시얼막을 형성할 수 있다. 또한, 독립된 2개의 영역들 내에서 플라즈마를 개별적으로 발생시키므로, 원하는 밀도를 갖는 플라즈마를 형성할 수가 있게 된다.

Description

에피텍시얼막 형성 방법 및 이를 수행하는데 사용되는 기판 처리 장치{METHOD OF FORMING AN EPITAXIAL LAYER, AND APPARATUS FOR PROCESSING A SUBSTRATE USED FOR THE METHOD}
본 발명은 에피텍시얼막 형성 방법 및 이를 수행하는데 사용될 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 선택적 에피텍시얼 성장(Selective Epitaxial Growth : SEG) 공정을 이용해서 에피텍시얼막을 형성하는 방법, 및 이러한 방법을 수행하는데 사용될 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 에피텍시얼막은 실리콘 기판으로 실리콘 소스 가스를 제공하여, 실리콘 기판으로부터 실리콘을 성장시키는 것에 의해서 형성된다. 또한, 선택적 에피텍시얼막은 실리콘 소스 가스와 식각 가스를 실리콘 기판으로 제공하여, 실리콘 기판으로부터 실리콘을 성장시키면서 실리콘 기판의 절연막 상에 형성된 실리콘을 식각 가스로 식각하는 것에 의해서 형성된다.
관련 기술들에 따르면, 에피텍시얼막은 반응 가스들에 고온의 열을 인가하는 공정을 통해서 형성된다. 그러나, 상기 고온 공정은 너무 높은 온도를 필요로 하기 때문에, 반도체 기판의 손상, 증착 장비의 수명 저하, 공정 조건의 조절 곤란 등 여러 가지 문제점을 유발하고 있다.
본 발명은 플라즈마를 이용해서 저온 하에서 에피텍시얼막을 형성하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기된 방법을 수행하는데 사용될 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 에피텍시얼막 형성 방법에 따르면, 제 1 영역에서 제 1 반응 가스로부터 제 1 플라즈마를 발생시킨다. 상기 제 1 영역과 분리된 제 2 영역으로 제공된 제 2 반응 가스로 상기 제 1 플라즈마를 적용하여, 상기 제 2 반응 가스로부터 제 2 플라즈마를 발생시킨다. 상기 제 1 및 제 2 플라즈마의 수평 확산을 방지하기 위한 차단 가스를 상기 기판의 가장자리를 향해서 상기 제 2 영역 내로 분사한다. 상기 제 1 및 제 2 플라즈마를 기판에 적용하여 에피텍시얼막을 형성한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제 1 플라즈마를 발생시키는 단계는 상기 제 1 반응 가스로 제 1 마이크로파를 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제 2 플라즈마를 발생시키는 단계는 상기 제 2 반응 가스로 상기 제 1 마이크로파보다 낮은 에너지를 갖는 제 2 마이크로파를 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제 2 영역은 상기 기판과 상기 제 1 영역 사이에 위치할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제 1 반응 가스는 수소 가스와 아르곤 가스를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제 2 반응 가스는 실리콘 가스와 PH3 가스를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 차단 가스는 수소 가스를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따른 기판 처리 장치는 처리 챔버, 샤워 헤드, 제 1 노즐, 제 2 노즐 및 플라즈마 발생 유닛을 포함한다. 처리 챔버는 기판을 수용한다. 샤워 헤드는 상기 처리 챔버의 내부 공간을 제 1 영역과 제 2 영역으로 구획한다. 샤워 헤드는 제 2 반응 가스를 상기 제 2 영역을 통해서 상기 기판을 향해서 분사한다. 제 1 노즐은 상기 제 1 영역으로 제 1 반응 가스를 분사한다. 제 2 노즐은 상기 제 2 영역에 배치되어, 상기 제 1 및 제 2 플라즈마의 수평 확산을 방지하기 위한 차단 가스를 상기 기판의 가장자리를 향해서 분사한다. 플라즈마 발생 유닛은 상기 제 1 영역 내에서 상기 제 1 반응 가스로부터 제 1 플라즈마, 및 상기 제 2 영역 내에서 상기 제 2 반응 가스로부터 제 2 플라즈마를 각각 발생시킨다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제 1 영역은 상기 샤워 헤드와 상기 플라즈마 발생 유닛 사이에 위치할 수 있다. 상기 제 2 영역은 상기 샤워 헤드와 상기 기판 사이에 위치할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 샤워 헤드는 상기 제 2 반응 가스를 분사하는 복수개의 개구부들을 가질 수 있다. 상기 샤워 헤드의 전체 면적에 대한 상기 개구부들의 합산 면적 비율은 30% 내지 70%일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 샤워 헤드는 제 1 블럭, 상기 제 1 블럭의 하부면에 맞대어지고 상기 제 2 반응 가스 중 실리콘을 포함하는 가스가 유입되는 제 1 가스 통로를 갖는 제 2 블럭, 및 상기 제 2 블럭의 상부면에 맞대어지고 상기 제 2 반응 가스 중 PH3 가스가 유입되는 제 2 가스 통로를 갖는 제 3 블럭을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제 3 블럭은 상기 제 1 가스 통로와 연통되어 상기 실리콘 가스를 분사하는 제 1 가스 유출구, 및 상기 제 2 가스 통로와 연통되어 상기 PH3 가스를 분사하는 제 2 가스 유출구를 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제 1 가스 유출구는 상기 제 3 블럭의 중앙부에 배치될 수 있다. 상기 제 2 가스 유출구는 상기 제 3 블럭의 가장자리에 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 플라즈마 발생 유닛은
상기 제 1 및 제 2 반응 가스로 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 부재를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 기판 처리 장치는 상기 처리 챔버의 저면에 배치되어 상기 기판을 지지하는 스테이지를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 기판 처리 장치는 상기 스테이지에 내장된 히터를 더 포함할 수 있다.
상기된 본 발명에 따르면, 플라즈마를 이용해서 에피텍시얼막을 형성한다. 따라서, 열 공정과 비교해서 상대적으로 낮은 온도에서 에피텍시얼막을 형성할 수 있다. 또한, 독립된 2개의 영역들 내에서 플라즈마를 개별적으로 발생시키므로, 원하는 밀도를 갖는 플라즈마를 형성할 수가 있게 된다. 결과적으로, 이러한 플라즈마를 이용해서 형성된 에피텍시얼막은 원하는 형상을 갖게 된다. 특히, 기판의 가장자리를 향해서 차단 가스를 분사하게 되므로, 기판에 형성된 막의 균일도가 향상될 수 있다.
또한, 기판 처리 장치는 샤워 헤드에 의해 2개로 독립된 영역들 내에서 플라즈마를 개별적으로 발생시키므로, 플라즈마의 발생을 정밀하게 제어할 수가 있다. 특히, 제 1 플라즈마를 제 2 반응 가스로 도입하여 제 2 플라즈마 발생을 보조하게 되므로, 제 2 플라즈마 발생에 요구되는 공정 조건을 최적화시킬 수가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 장치의 샤워 헤드를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 샤워 헤드를 확대해서 나타낸 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 샤워 헤드들을 나타낸 사시도 및 평면도들이다.
도 7은 시간에 따른 에피텍시얼막의 성장 두께를 나타낸 그래프이다.
도 8은 샤워 헤드의 오픈율에 대한 에피텍시얼막의 증착율을 나타낸 그래프이다.
도 9는 도 1의 장치를 이용해서 에피텍시얼막을 형성하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
도 11은 도 10의 장치를 이용해서 에피텍시얼막을 형성하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 장치의 샤워 헤드를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 샤워 헤드를 확대해서 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 처리 챔버(110), 스테이지(120), 히터(130), 샤워 헤드(140), 제 1 노즐(150), 제 2 노즐(160) 및 플라즈마 발생 유닛(170)을 포함한다.
본 실시예에서, 기판 처리 장치(100)는 플라즈마를 이용해서 기판 상에 막을 형성하는 장치이다. 기판은 반도체 기판, 유리 기판 등을 포함할 수 있다. 예를 들어서, 기판 처리 장치(100)는 반응 가스들로부터 발생된 플라즈마를 이용해서 반도체 기판 상에 에피엑시얼막을 형성하는 장치이다.
처리 챔버(110)는 반도체 기판을 수용한다. 따라서, 처리 챔버(110)는 반도체 기판을 수용하는 내부 공간을 갖는다. 본 실시예에서, 높이 조정 블럭(112)이 처리 챔버(110)의 중간부에 배치되어, 처리 챔버(110)의 높이를 조정하게 된다. 또한, 절연 블럭(180)은 처리 챔버(110)의 상부면에 배치된다.
스테이지(120)는 처리 챔버(110)의 저면에 배치된다. 반도체 기판은 스테이지(120)의 상부면에 안치된다. 플라즈마를 발생시키기 위한 온도를 처리 챔버(110)에 부여하는 히터(130)가 스테이지(120)에 내장될 수 있다.
샤워 헤드(140)는 처리 챔버(110)의 내측벽 중간부에 수평하게 배치된다. 따라서, 처리 챔버(110)의 내부 공간은 샤워 헤드(140)에 의해서 상부 공간과 하부 공간으로 구획된다. 하부 공간은 스테이지(120)의 상부면, 샤워 헤드(140)의 하부면, 및 처리 챔버(110)의 내측벽으로 정의되는 공간이다. 상부 공간은 샤워 헤드(140)의 상부면, 절연 블럭(180)의 하부면, 및 처리 챔버(110)의 내측벽으로 정의되는 공간이다. 상부 공간이 제 1 영역(R1)에 해당하고, 하부 공간이 제 2 영역(R2)에 해당된다.
제 2 반응 가스가 샤워 헤드(140)의 내부로 유입된다. 제 2 반응 가스는 샤워 헤드(140)의 개구부(142)들을 통해서 제 2 영역(R2) 내로 분사된다. 본 실시예에서, 제 2 반응 가스는 실리콘을 포함하는 가스를 포함할 수 있다. 제 2 반응 가스는 제 2 해리 에너지를 갖는다. 예를 들어서, 제 2 반응 가스는 실란(SiH4) 가스, 디클로로실란(SiH2Cl2 : DCS) 가스 등을 포함할 수 있다. 또한, 제 2 반응 가스는 PH3 가스를 더 포함할 수 있다. PH3 가스는 에피텍시얼막 내의 도핑용 가스로 이용된다. 제 2 반응 가스는 제 2 영역(R2) 내에서 제 플라즈마 발생 유닛(170)에 의해 제 2 플라즈마로 전환된다. 제 2 플라즈마 내의 실리콘 성분들이 반도체 기판에 적용되어, 에피텍시얼막이 반도체 기판으로부터 성장된다.
부가적으로, 냉각 가스가 샤워 헤드(140)로 도입될 수 있다. 냉각 가스는 수소를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 샤워 헤드(140)는 복수개의 원형부(147)들과 복수개의 직선부(148)들을 포함한다. 원형부(147)들은 동심원 형태로 배열된다. 직선부(148)들은 원형부(147)들을 가로지른다. 직선부(148)들 하나는 샤워 헤드(140)의 중심을 통과한다. 반면에, 나머지 직선부(148)들은 샤워 헤드(140)의 중심을 통과하지 않으면서 서로 평행하게 배열된다. 또한, 샤워 헤드(140)의 중심을 통과하는 직선부(148)는 나머지 직선부(148)들과 실질적으로 직교한다. 따라서, 원형부(147)와 직선부(148)에 의해서 샤워 헤드(140)는 복수개의 개구부(144)를 갖는다. 플라즈마는 개구부(142)들을 통해서 반도체 기판으로 제공되므로, 샤워 헤드(140)의 전체 면적에 대한 개구부(142)들의 총 면적 비율인 오픈율(%)은 반응 가스들의 종류에 따라 결정될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 오픈율은 45% 정도일 수 있다.
도 3을 참조하면, 샤워 헤드(140)는 제 1 블럭(141), 제 2 블럭(142) 및 제 3 블럭(143)을 포함한다. 제 2 블럭(142)은 제 1 블럭(141)의 하부면에 맞대어진다. 제 3 블럭(143)은 제 2 블럭(142)의 하부면에 맞대어진다. 개구부(144)는 제 1 내지 제 3 블럭(141, 142, 143)들을 수직 방향을 따라 관통한다.
제 1 가스 통로(145)가 제 2 블럭(142)의 상부면에 형성된다. 제 2 블럭(142)의 상부면은 제 1 블럭(141)의 하부면과 맞대어지므로, 제 1 가스 통로(145)는 외부와 차단된다. 실란 가스가 유입되는 제 1 가스 유입구(145a)가 제 1 가스 통로(145)에 연결된다. 냉각 가스가 유입되는 냉각 가스 유입구(145b)도 제 1 가스 통로(145)에 연결된다. 실란 가스가 유출되는 제 1 가스 배출구(145c)가 제 1 가스 통로(145)로부터 제 2 블럭(142)의 하부면까지 연장된다.
제 2 가스 통로(146)가 제 3 블럭(143)의 상부면에 형성된다. 제 3 블럭(143)의 상부면은 제 2 블럭(142)의 하부면과 맞대어지므로, 제 2 가스 통로(146)는 외부와 차단된다. PH3 가스가 유입되는 제 2 가스 유입구(146a)가 제 2 가스 통로(146)에 연결된다. PH3 가스가 유출되는 제 2 가스 배출구(146b)가 제 3 블럭(143)의 하부면까지 연장된다. 제 2 가스 배출구(146b)는 제 3 블럭(143)의 가장자리에 위치한다. 또한, 실란 가스가 유출되는 제 1 가스 배출구(145c)와 연통된 제 1 가스 배출 라인(145d)이 제 3 블럭(143)에 수직 방향을 따라 관통 형성된다. 제 1 가스 배출 라인(145d)은 제 3 블럭(143)의 중앙부에 위치한다. 따라서, 실란 가스는 제 3 블럭(143)의 중앙부를 통해 분사되고, PH3 가스는 제 3 블럭(143)의 가장자리를 통해서 분사된다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 샤워 헤드들을 나타낸 사시도 및 평면도들이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 샤워 헤드(140a)는 복수개의 원형홀(144a)들을 갖는다. 원형홀(144a)들은 샤워 헤드(140a)의 중심을 기준으로 동심원 형태로 배열된다. 본 실시예에서, 원형홀(144a)들의 오픈율은 대략 30% 정도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예의 샤워 헤드(140b)는 복수개의 원형부(147b)들과 2개의 직선부(148b)들을 포함한다. 원형부(147b)들은 동심원 형태로 배열된다. 직선부(148b)들은 샤워 헤드(140b)의 중심을 통과하면서 서로 직교한다. 따라서, 원형부(147b)와 직선부(148b)에 의해서 샤워 헤드(140b)는 복수개의 개구부(144b)를 갖는다. 본 실시예에서, 상기 오픈율은 60% 정도일 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 샤워 헤드(140c)는 복수개의 원형홀(144c)들을 갖는다. 원형홀(144c)들은 샤워 헤드(140c)의 하나의 원주선을 따라 배열된 가장자리 홀, 및 샤워 헤드(140c)의 중앙부에 집중적으로 배열된 중앙 홀들을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 원형홀(144a)들의 오픈율은 대략 66% 정도이다.
도 7은 시간에 따른 에피텍시얼막의 성장 두께를 나타낸 그래프이고, 도 8은 샤워 헤드의 오픈율에 대한 에피텍시얼막의 증착율을 나타낸 그래프이다.
도 7을 참조하면, 에피텍시얼막을 형성하기 위해서는 SiH4 플라즈마가 요구된다. 또한, 에피텍시얼막의 선택적 증착을 위해서는 기판에 따른 인큐베이션(incubation) 시간이 요구된다. 아울러, 에피텍시얼막은 실리콘 뿐만 아니라 실리콘 산화막 상에도 형성된다. 따라서, 실리콘 산화막 상에 형성된 에피텍시얼막을 제거하기 위해 수소 플라즈마를 이용한 식각이 요구된다. SiH4 플라즈마와 수소 플라즈마는 샤워 헤드(140)의 오픈율에 의존한다. 결과적으로, 샤워 헤드(140)의 오픈율에 따라 에피텍시얼막의 증착율이 변화된다.
도 8을 참조하면, 샤워 헤드(140)의 오픈율이 30% 내지 70% 범위에서 에피텍시얼막의 증착율이 증가됨을 알 수 있다. 특히, 샤워 헤드(140)의 오픈율이 45% 내지 65% 범위에서 에피텍시얼막의 증착율이 가장 우수하다는 것을 알 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 제 1 노즐(150)은 처리 챔버(110)의 내측벽 상부에 배치된다. 제 1 노즐(150)은 제 1 반응 가스를 제 1 영역(R1)으로 분사한다. 본 실시예에서, 제 1 반응 가스는 수소를 포함하는 가스를 포함할 수 있다. 예를 들어서, 제 1 반응 가스는 염화수소(HCl : hydrogen chloride) 가스를 포함할 수 있다. 제 1 반응 가스는 제 2 해리 에너지보다 높은 제 1 해리 에너지를 갖는다. 따라서, 제 1 반응 가스로부터 제 1 플라즈마를 발생시키기 위한 제 1 에너지보다 낮은 제 2 에너지를 제 2 반응 가스에 인가하는 것에 의해서도, 제 2 반응 가스로부터 제 2 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 또한, 제 1 반응 가스는 아르곤 가스를 더 포함할 수 있다. 아르곤 가스는 제 1 영역(R1) 내에서 발생된 제 1 플라즈마를 안정화시키는 기능을 갖는다.
제 1 반응 가스는 제 1 영역(R1) 내에서 플라즈마 발생 유닛(170)에 의해 제 1 플라즈마로 전환된다. 제 1 플라즈마는 샤워 헤드(140)의 개구부(142)들을 통해서 제 2 영역(R2)으로 유입된다. 따라서, 제 1 플라즈마가 갖는 에너지가 제 2 반응 가스로 전달된다. 이러한 제 1 플라즈마의 작용에 의해서 제 2 플라즈마의 생성이 보조될 수 있다. 또한, 제 1 플라즈마는 제 2 플라즈마를 확산시키는 작용도 하게 된다. 아울러, 제 1 플라즈마 내의 수소 성분이 반도체 기판 상의 절연막을 식각하게 된다. 특히, 제 1 플라즈마 내에 포함된 아르곤 성분은 제 1 플라즈마를 안정화시킨다.
본 실시예에서, 전술한 바와 같이, 샤워 헤드(140)가 처리 챔버(110)의 내부 공간을 독립된 제 1 영역(R1)과 제 2 영역(R2)으로 구획한다. 따라서, 제 1 반응 가스와 제 2 반응 가스는 샤워 헤드(140)에 의해서 직접적으로 접촉하지 않게 된다. 그러므로, 제 1 플라즈마는 제 1 영역(R1) 내에서 제 1 반응 가스로부터 독립적으로 발생되고, 또한 제 2 플라즈마도 제 2 영역(R2) 내에서 제 2 반응 가스로부터 독립적으로 발생된다. 결과적으로, 제 1 및 제 2 반응 가스들의 종류들에 따라 제 1 및 제 2 플라즈마의 발생 조건들을 독립적이면서 정밀하게 제어할 수가 있게 된다.
플라즈마 발생 유닛(170)은 제 1 반응 가스와 제 2 반응 가스로부터 제 1 플라즈마와 제 2 플라즈마를 각각 발생시킨다. 본 실시예에서, 플라즈마 발생 유닛(170)은 마이크로파를 제 1 및 제 2 반응 가스에 인가하여, 제 1 및 제 2 반응 가스로부터 제 1 및 제 2 플라즈마를 발생시킨다.
플라즈마 발생 유닛(170)은 슬롯 안테나(172), 마이크로파 공급부(174), 부하 정합기(176) 및 동축 도파관(178)을 포함한다. 슬롯 안테나(172)는 절연체(180)에 내장된다. 슬롯 안테나(172)는 마이크로파를 절연체(180)로 전달하여, 절연체(180)의 하부면에 전계가 형성된다. 마이크로파 공급부(174)는 마이크로파를 부하 정합기(176)와 동축 도파관(178)을 통해서 슬롯 안테나(172)로 전달한다.
본 실시예에서, 마이크로파는 슬롯 안테나(172)로부터 제 1 영역(R1)을 경유해서 제 2 영역(R2)으로 인가된다. 예를 들어서, 제 1 영역(R1) 내의 제 1 반응 가스로 인가된 마이크로파가 제 1 에너지를 갖는 제 1 마이크로파이면, 제 1 반응 가스로부터 제 1 플라즈마를 발생시킨 작용을 한 제 1 마이크로파의 제 1 에너지는 부분적으로 손실된다. 여기서, 제 1 에너지는 제 1 반응 가스의 해리 에너지 이상이고, 제 2 에너지는 제 2 반응 가스의 해리 에너지 이상이다. 따라서, 제 1 마이크로파는 제 1 에너지보다 낮은 제 2 에너지를 갖는 제 2 마이크로파로 전환된다. 제 2 마이크로파가 샤워 헤드(140)의 개구부(142)들을 통해서 제 2 영역(R2) 내의 제 2 반응 가스로 인가되어, 제 2 반응 가스로부터 제 2 플라즈마가 발생된다. 또한, 제 1 플라즈마도 제 2 마이크로파와 함께 샤워 헤드(140)의 개구부(142)들을 통해서 제 2 영역(R2) 내로 도입되므로, 제 1 플라즈마의 에너지도 제 2 반응 가스로 인가될 수 있다. 이와 같이, 제 1 마이크로파의 제 1 에너지와 제 2 플라즈마의 에너지가 제 1 반응 가스로 인가되므로, 제 2 반응 가스로부터 발생된 제 2 플라즈마는 안정적으로 유지될 수 있다.
제 2 노즐(160)은 처리 챔버(110)의 내측벽 하부에 배치되어, 차단 가스를 제 2 공간(R2)으로 분사한다. 제 2 노즐(160)은 처리 챔버(110)의 내측벽으로부터 스테이지(120) 상의 반도체 기판 가장자리를 향해서 차단 가스를 분사하여, 제 1 및 제 2 플라즈마가 반도체 기판의 가장자리를 벗어나지 않도록 한다. 즉, 차단 가스는 반도체 기판의 가장자리를 둘러싸는 에어 커튼 역할을 한다. 본 실시예에서, 차단 가스는 수소 가스와 같은 비활성 가스를 포함할 수 있다.
부가적으로, 기판 처리 장치(100)는 처리 챔버(110) 내에서 발생된 반응 부산물들을 배기하기 위한 진공 펌프(190)를 더 포함할 수도 있다.
본 실시예에서는, 기판 처리 장치(100)가 기판 상에 막을 형성하는 용도로 사용된 것으로 예시하였다. 다른 실시예로서, 기판 처리 장치는 세정 장치, 식각 장치 등을 포함할 수도 있다.
도 9는 도 1의 장치를 이용해서 에피텍시얼막을 형성하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 1 및 도 9를 참조하면, 단계 ST200에서, 제 1 노즐(150)이 제 1 반응 가스를 제 1 영역(R1) 내로 분사한다. 본 실시예에서, 제 1 반응 가스는 수소 및 아르곤을 포함할 수 있다.
단계 ST202에서, 샤워 헤드(140)가 제 2 반응 가스를 제 2 영역(R2) 내로 분사한다. 본 실시예에서, 제 2 반응 가스는 실란(SiH4) 가스 및 PH3 가스를 포함할 수 있다.
단계 ST204에서, 제 2 노즐(160)이 차단 가스를 제 2 영역(R2) 내로 분사한다. 본 실시예에서, 차단 가스는 수소와 같은 비활성 가스를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 단계 ST200, ST202 및 ST204는 실질적으로 동시에 수행될 수 있다.
단계 ST206에서, 슬롯 안테나(172)가 제 1 에너지를 갖는 제 1 마이크로파를 제 1 영역(R1) 내의 제 1 반응 가스로 인가하여, 제 1 반응 가스로부터 제 1 플라즈마를 발생시킨다. 제 1 플라즈마는 샤워 헤드(140)의 개구부(142)를 통해서 제 2 영역(R2) 내로 도입된다.
단계 ST208에서, 슬롯 안테나(172)가 제 2 에너지를 갖는 제 2 마이크로파를 제 2 영역(R2) 내의 제 2 반응 가스로 인가하여, 제 2 반응 가스로부터 제 2 플라즈마를 발생시킨다.
본 실시예에서, 제 1 반응 가스로부터 제 1 플라즈마를 발생시킨 작용을 한 제 1 마이크로파는 제 1 에너지보다 낮은 제 2 에너지를 갖는 제 2 마이크로파로 전환된다. 또한, 제 1 플라즈마도 제 2 마이크로파와 함께 샤워 헤드(140)의 개구부(142)들을 통해서 제 2 영역(R2) 내로 도입되므로, 제 1 플라즈마의 에너지도 제 2 반응 가스로 인가될 수 있다. 이와 같이, 제 1 마이크로파의 제 1 에너지와 제 2 플라즈마의 제 2 에너지가 제 2 반응 가스로 인가되므로, 제 2 반응 가스로부터 발생된 제 2 플라즈마는 안정적으로 유지될 수 있다.
단계 ST210에서, 제 1 및 제 2 플라즈마는 반도체 기판으로 적용되어, 에피텍시얼막이 반도체 기판으로부터 성장된다. 이러한 성장 동작 중에, 제 2 노즐(160)로부터 분사된 차단 가스가 제 1 및 제 2 플라즈마가 반도체 기판의 가장자리를 벗어나지 않도록 한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
본 실시예에 따른 기판 처리 장치(100a)는 플라즈마 발생 유닛을 제외하고는 도 1의 기판 처리 장치(100)의 구성요소들과 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 플라즈마 발생 유닛(170a)은 전극을 포함한다. 전극은 제 1 영역(R1)과 제 2 영역(R2) 내에 전기장을 형성하여, 제 1 및 제 2 반응 가스들로부터 제 1 및 제 2 플라즈마를 발생시킨다.
도 11은 도 10의 장치를 이용해서 에피텍시얼막을 형성하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 단계 ST300에서, 제 1 노즐(150)이 제 1 반응 가스를 제 1 영역(R1) 내로 분사한다. 본 실시예에서, 제 1 반응 가스는 수소 및 아르곤을 포함할 수 있다.
단계 ST302에서, 샤워 헤드(140)가 제 2 반응 가스를 제 2 영역(R2) 내로 분사한다. 본 실시예에서, 제 2 반응 가스는 실란(SiH4) 가스 및 PH3 가스를 포함할 수 있다.
단계 ST304에서, 제 2 노즐(160)이 차단 가스를 제 2 영역(R2) 내로 분사한다. 본 실시예에서, 차단 가스는 수소와 같은 비활성 가스를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 단계 ST200, ST202 및 ST204는 실질적으로 동시에 수행될 수 있다.
단계 ST306에서, 전극(170a)이 제 1 및 제 2 반응 가스들로 전기장을 인가하여, 제 1 및 제 2 반응 가스들로부터 제 1 및 제 2 플라즈마를 발생시킨다.
단계 ST308에서, 제 1 및 제 2 플라즈마는 반도체 기판으로 적용되어, 에피텍시얼막이 반도체 기판으로부터 성장된다. 이러한 성장 동작 중에, 제 2 노즐(160)로부터 분사된 차단 가스가 제 1 및 제 2 플라즈마가 반도체 기판의 가장자리를 벗어나지 않도록 한다.
상술한 바와 같이 본 실시예들에 따르면, 플라즈마를 이용해서 에피텍시얼막을 형성한다. 따라서, 열 공정과 비교해서 상대적으로 낮은 온도에서 에피텍시얼막을 형성할 수 있다. 또한, 독립된 2개의 영역들 내에서 플라즈마를 개별적으로 발생시키므로, 원하는 밀도를 갖는 플라즈마를 형성할 수가 있게 된다. 결과적으로, 이러한 플라즈마를 이용해서 형성된 에피텍시얼막은 원하는 형상을 갖게 된다. 특히, 기판의 가장자리를 향해서 차단 가스를 분사하게 되므로, 기판에 형성된 막의 균일도가 향상될 수 있다.
또한, 기판 처리 장치는 샤워 헤드에 의해 2개로 독립된 영역들 내에서 플라즈마를 개별적으로 발생시키므로, 플라즈마의 발생을 정밀하게 제어할 수가 있다. 특히, 제 1 플라즈마를 제 2 반응 가스로 도입하여 제 2 플라즈마 발생을 보조하게 되므로, 제 2 플라즈마 발생에 요구되는 공정 조건을 최적화시킬 수가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 ; 처리 챔버 120 ; 스테이지
130 ; 히터 140 ; 샤워 헤드
150 ; 제 1 노즐 160 ; 제 2 노즐
170 ; 플라즈마 발생 유닛 180 ; 절연 블럭

Claims (10)

  1. 제 1 영역에서 제 1 반응 가스로부터 제 1 플라즈마를 발생시키는 단계;
    상기 제 1 영역과 분리된 제 2 영역으로 제공된 제 2 반응 가스로 상기 제 1 플라즈마를 적용하여, 상기 제 2 반응 가스로부터 제 2 플라즈마를 발생시키는 단계;
    상기 제 1 및 제 2 플라즈마의 수평 확산을 방지하기 위한 차단 가스를 상기 기판의 가장자리를 향해서 상기 제 2 영역 내로 분사하는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 플라즈마를 기판에 적용하여 에피텍시얼막을 형성하는 단계를 포함하는 에피텍시얼막 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 플라즈마를 발생시키는 단계는 상기 제 1 반응 가스로 제 1 마이크로파를 인가하는 단계를 포함하고,
    상기 제 2 플라즈마를 발생시키는 단계는 상기 제 2 반응 가스로 상기 제 1 마이크로파보다 낮은 에너지를 갖는 제 2 마이크로파를 인가하는 단계를 더 포함하는 에피텍시얼막 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 영역은 상기 기판과 상기 제 1 영역 사이에 위치하는 에피텍시얼막 형성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 반응 가스는 수소 가스와 아르곤 가스를 포함하고, 상기 제 2 반응 가스는 실리콘 가스와 PH3 가스를 포함하는 에피텍시얼막 형성 방법.
  5. 기판을 수용하는 처리 챔버;
    상기 처리 챔버의 내부 공간을 제 1 영역과 제 2 영역으로 구획하고, 제 2 반응 가스를 상기 제 2 영역을 통해서 상기 기판을 향해서 분사하는 샤워 헤드;
    상기 제 1 영역으로 제 1 반응 가스를 분사하는 제 1 노즐;
    상기 제 2 영역에 배치되어, 상기 제 1 및 제 2 플라즈마의 수평 확산을 방지하기 위한 차단 가스를 상기 기판의 가장자리를 향해서 분사하는 제 2 노즐; 및
    상기 제 1 영역 내에서 상기 제 1 반응 가스로부터 제 1 플라즈마, 및 상기 제 2 영역 내에서 상기 제 2 반응 가스로부터 제 2 플라즈마를 각각 발생시키는 플라즈마 발생 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 영역은 상기 샤워 헤드와 상기 플라즈마 발생 유닛 사이에 위치하고,
    상기 제 2 영역은 상기 샤워 헤드와 상기 기판 사이에 위치하는 기판 처리 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 샤워 헤드는 상기 제 2 반응 가스를 분사하는 복수개의 개구부들을 갖고,
    상기 샤워 헤드의 전체 면적에 대한 상기 개구부들의 합산 면적 비율은 30% 내지 70%인 기판 처리 장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 샤워 헤드는
    제 1 블럭;
    상기 제 1 블럭의 하부면에 맞대어지고, 상기 제 2 반응 가스 중 실리콘을 포함하는 가스가 유입되는 제 1 가스 통로를 갖는 제 2 블럭; 및
    상기 제 2 블럭의 상부면에 맞대어지고, 상기 제 2 반응 가스 중 PH3 가스가 유입되는 제 2 가스 통로를 갖는 제 3 블럭을 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 3 블럭은
    상기 제 1 가스 통로와 연통되어 상기 실리콘 가스를 분사하는 제 1 가스 유출구; 및
    상기 제 2 가스 통로와 연통되어 상기 PH3 가스를 분사하는 제 2 가스 유출구를 갖는 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 가스 유출구는 상기 제 3 블럭의 중앙부에 배치되고, 상기 제 2 가스 유출구는 상기 제 3 블럭의 가장자리에 배치된 기판 처리 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8129288B2 (en) * 2008-05-02 2012-03-06 Intermolecular, Inc. Combinatorial plasma enhanced deposition techniques
KR102369676B1 (ko) * 2017-04-10 2022-03-04 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법
US10876208B2 (en) * 2018-01-16 2020-12-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Apparatus and method for fabricating a semiconductor device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3360098B2 (ja) * 1995-04-20 2002-12-24 東京エレクトロン株式会社 処理装置のシャワーヘッド構造
KR100331544B1 (ko) * 1999-01-18 2002-04-06 윤종용 반응챔버에 가스를 유입하는 방법 및 이에 사용되는 샤워헤드
AU2002368385A1 (en) * 2002-11-25 2004-06-18 Ips Ltd. Apparatus for depositing thin film on wafer
US7601223B2 (en) * 2003-04-29 2009-10-13 Asm International N.V. Showerhead assembly and ALD methods
JP2005089823A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 Seiji Sagawa 成膜装置および成膜方法
KR100743745B1 (ko) * 2004-01-13 2007-07-27 동경 엘렉트론 주식회사 반도체장치의 제조방법 및 성막시스템
TW200537695A (en) * 2004-03-19 2005-11-16 Adv Lcd Tech Dev Ct Co Ltd Insulating film forming method, insulating film forming apparatus, and plasma film forming apparatus
KR101110080B1 (ko) * 2009-07-08 2012-03-13 주식회사 유진테크 확산판을 선택적으로 삽입설치하는 기판처리방법

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